■黃林平
三角函數(shù)是高中數(shù)學的基礎知識之一,同學們要理解其定義,掌握三角公式的靈活運用。下面就三角函數(shù)常見的典型考題進行舉例剖析,供大家學習與提高。
利用終邊相同的角的集合可以求適合某些條件的角,方法是先寫出與這個角的終邊相同的所有角的集合,然后通過對集合中的參數(shù)賦值來求得所需角。利用終邊相同的角的集合S={β|β=2kπ+α,k∈Z}判斷一個角β所在的象限時,只需把這個角寫成[0,2π)范圍內(nèi)的一個角α與2π的整數(shù)倍的和,然后判斷角α所在的象限。
例1集合中的角所表示的范圍(陰影部分)是( )。
解:當k=2n(n∈Z)時此時α表示的范圍與表示的范圍一樣;當k=2n+1(n∈Z)時,2nπ此時α表示的范圍與表示的范圍一樣。應選C。
跟蹤訓練1:點A(sin2018°,cos2018°)在直角坐標平面上位于( )。
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
提示:由sin2018°=sin218°=-sin38°<0,cos2018°=cos218°=-cos38°<0,可知點A(sin2018°,cos2018°)在第三象限。應選C。
例2一個半徑為R的扇形,它的周長為4R,則這個扇形所含弓形的面積是( )。
D.R2(1-sin1·cos1)
解:設圓心角為θ。
跟蹤訓練2:如圖1,已知扇形OAB和OA1B1,A1為OA的中點,若扇形OA1B1的面積為1,則扇形OAB的面積為_____________。
圖1
提 示:設 ∠AOB=α,則
因 為 OA=2OA1,所 以 S扇形OAB=
三角函數(shù)定義問題的常見類型及解題策略:(1)已知角α的某個三角函數(shù)值,求角α終邊上一點P的坐標中的參數(shù)值,可根據(jù)定義中的兩個量列方程求參數(shù)的值。(2)已知一個角的三角函數(shù)值(sinα,cosα,tanα)中任意兩個的符號,可分別確定出角終邊所在的可能位置,兩者的交集即為該角終邊的位置,這時要注意終邊在坐標軸上的特殊情況。
例3若角α的終邊在直線3x+4y=0上,求sinα,cosα和tanα的值。
解:對于含有參數(shù)的三角函數(shù)求值問題,一定要考慮運用分類討論的思想方法。
設α終邊上任一點為P(-4a,3a)。
跟蹤訓練3:已知角α的終邊經(jīng)過點P(x,且求的值。
形如asinα+bcosα和asin2α+bsinα·cosα+ccos2α的式子分別稱為關于sinα,cosα的一次齊次式和二次齊次式。對于涉及它們的三角變換問題,通常轉(zhuǎn)化為正切值(分子、分母同除以cosα或cos2α)求解。
例4已知
(1)求sinx-cosx 的值。
解:(1)(方法1)由題意可得方程組
消去sinx后整理可得25cos2x-5cosx-12=0。因 為所以可得
跟蹤訓練4:已知sinαcos則cosα-sinα的值為( )。
提示:由可得cosα<0,sinα<0,且|cosα|<|sinα|,所以cosα-sinα>0。又(cosα-sinα)2=1-2sinαcosα=1-2所以cosα-sinα=應選B。
例5已知函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)的最小正周期為4π,且對?x∈R,有恒成立,則f(x)圖像的一個對稱中心是( )。
解:由f(x)=sin(ωx+φ)的最小正周期為4π,可得因為恒成立,所以即+2kπ(k∈Z)。由可得故
跟蹤訓練5:已知函數(shù)f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)為奇函數(shù),該函數(shù)的部分圖像如圖2所示,三角形EFG是邊長為2的等邊三角形,則f(1)的值為( )。
圖2
提示:由f(x)=Acos(ωx+φ)為奇函數(shù),可得f(0)=Acosφ=0。因為0<φ<π,所以這時f(x)=-Asinωx。
求形如y=Asin(ωx+φ)+k的單調(diào)區(qū)間時,只需把ωx+φ看作一個整體代入y=sinx的相應單調(diào)區(qū)間即可(若ω為負數(shù),則要先把ω化為正數(shù)再代入)。求較為復雜的三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間時,先化簡成y=Asin(ωx+φ)的形式,再求y=Asin(ωx+φ)的單調(diào)區(qū)間。
例6函數(shù)[-2π,2π]的單調(diào)遞增區(qū)間是( )。
B
解:依題意可得當即時,函數(shù)y=是單調(diào)遞增函數(shù)。由于x∈[-2π,2π],因此函數(shù)的 單 調(diào) 遞 增 區(qū) 間 是應選D。
跟蹤訓練6:設ω是正實數(shù),函數(shù)f(x)=2cosωx在上是減函數(shù),那么ω的值可以是( )。
提示:因為函數(shù)f(x)=2cosωx 在上單調(diào)遞減,所以要使函數(shù)f(x)=2cosωx(ω>0)在區(qū)間上單調(diào)遞減,則即所以解得故ω的值可以是應選A。
函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的圖像作法:(1)用“五點法”作y=Asin(ωx+φ)的圖像,可設z=ωx+φ,由z取來求出相應的x值,通過列表,計算得出五點坐標,描點后得出圖像。(2)由函數(shù)y=sinx的圖像通過變換得到y(tǒng)=Asin(ωx+φ)的圖像,有兩種主要途徑,即“先平移后伸縮”與“先伸縮后平移”。
例7已知曲線C1:y=cosx,C2:y=則下面結(jié)論正確的是( )。
A.把C1上各點的橫坐標伸長到原來的2倍,縱坐標不變,再把得到的曲線向右平移個單位長度,得到曲線C2
B.把C1上各點的橫坐標伸長到原來的2倍,縱坐標不變,再把得到的曲線向左平移個單位長度,得到曲線C2
C.把C1上各點的橫坐標縮短到原來的縱坐標不變,再把得到的曲線向右平移個單位長度,得到曲線C2
D.把C1上各點的橫坐標縮短到原來的縱坐標不變,再把得到的曲線向左平移
個單位長度,得到曲線C2
解:y=sin由y=cosx的圖像得到y(tǒng)=cos2x的圖像,需將曲線C1上各點的橫坐標縮短到原來的縱坐標不變;由y=cos2x的圖像得到的圖像,需將y=cos2x的圖像上的各點向左平移個單位長度。應選D。
跟蹤訓練7:將函數(shù)f(x)=-cos2x的圖像向右平移個單位后得到函數(shù)g(x)的圖像,則函數(shù)g(x)( )。
題型8:利用圖像求解析式y(tǒng)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)的方法
例8已知函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+b的最大值為4,最小值為0,最小正周期為直線是其圖像的一條對稱軸,則下面各式中符合條件的解析式為( )。
解:由函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+b的最大值為4,最小值為0,可知b=2,A=2。由函數(shù)的最小正周期為可知得ω=4。由直線是其圖像的一條對稱軸,可知即可得φ=故滿足題意的函數(shù)為2。應選D。
跟蹤訓練8:函數(shù)f(x)=2sin(ωx+φ)的部分圖像如圖3所示,則ω,φ的值分別是( )。
圖3
提示:由題意及圖像可知可得T=π,所以ω=2。因為圖像過點所以Z),即又所以應選A。